基于面结构光投影法的刀具轮廓尺寸非接触测量技术研究

针对刀具的几何形状和轮廓尺寸对刀具的使用寿命和产品的加工质量有直接影响,提出采用面结构光投影法对刀具轮廓尺寸进行非接触测量,该方法不仅可以准确获得刀具轮廓的深度信息,同时能直观反映出刀具表面本身有无缺陷。文中开展了面结构光投影法的测量原理、测量系统的数学模型以及刀具点云拼接方法的研究,给出了刀具转台坐标系与摄像机成像坐标系间的转换关系。以通用的麻花钻头为例进行实际测量,实验结果表明:该方法可以很好地获取钻头的几何形状及轮廓尺寸,其测量误差在0.07 mm左右,可行性较高。     

基于线结构光的工件台阶特征尺寸测量方法研究

提出了一种应用线结构光光源和CCD摄像机对工件台阶特征尺寸进行视觉测量的方法.该方法针对线结构光光平面受工件表面台阶形状调制时发生的形变,利用较高精度的视觉测量系统和算法检测出形变位置从而实现工件台阶特征尺寸的测量.详细阐述了测量系统的原理和系统构建过程,介绍了测量中采用的形变位置亚像素检测算法,并利用实验说明了系统具有较高的测量重复性及准确性.通过台阶测距误差评定实验表明,该方法的测量误差小于0.05 mm.     

TiAlN基涂层厚度对微型钻头刚度及孔位精度的影响

利用多弧离子镀技术在3种常用尺寸的微型钻头和棒料表面制备了不同厚度的TiAlN基涂层.通过控制涂层沉积时间,得到涂层厚度为2.1±0.3～8.6±0.3 μm.研究了涂层厚度对微型钻头和棒料的刚度以及孔位精度的影响.结果 表明:制备的不同厚度涂层结合力均达到最优等级HF1-HF2.经过压弯测试,3种尺寸的微型钻头和棒料...     

基于亚像素精度的汽车冲压件尺寸测量系统设计

针对汽车冲压件尺寸人工测量方式存在的检测效率低和测量精度难以保证等问题,提出了一种基于亚像素精度的尺寸测量方法。先对汽车冲压件进行图像采集和预处理,接着利用Canny算子和改进Zernike矩进行冲压件图像亚像素边缘提取,再通过Hough变换对提取的圆轮廓进行拟合,最终获得了冲压件外圆直径和3个内孔直径的精确尺寸,4个圆轮廓的测量精度均高于0.025 mm,且多次测量结果的标准差小于0.009 6 mm。基于亚像素精度的尺寸测量系统,完成了测量平台的搭建和软件系统的开发,实现了汽车冲压件尺寸的非接触式亚像素级精度测量,能够满足工业应用的快速连续性测量要求。     

基于双目视觉的化学铣削零件轮廓测量

针对飞机蒙皮的化学铣削加工区域轮廓的测量问题,构建了一套基于双目视觉的测量系统.以双目相机作为视觉传感器,结合光源系统和多曝光融合算法得到融合图像,基于Canny算法和双三次插值法提取亚像素轮廓,通过基于ZNCC的立体匹配,最终实现化铣区域轮廓三维重建,获取区域的轮廓信息.实验结果表明,提出的系统具有较高的测量精度,显...     

一种联机检测轮廓加工误差的新方法

对一个机横加工而成的机械零件来说,由于实际使用的需要。不仅对零件的尺寸精度有一定要求,而且对零件的轮廓精度也有一定要求。本文采用联机检测的方法,在数控机床或加工中心上测量零件的轮廓加工误差。本文提出了一种采用一维传感器测量两维工件轮廓加工误差的新方法。理论分析和实验结果表明,此方法是可靠的,具有较高的精度。     

微型五坐标图像测量系统自动调焦技术研究

为了满足微型、复杂形状工件的高精度测量要求,设计开发了一台微型五坐标图像测量系统,该系统可以实现对工件的多方位非接触测量.而自动调焦技术作为图像测量过程中必不可少的环节,其调焦效果直接影响到后续的图像质量与测量精度,为此提出了五坐标图像测量系统自动调焦的路径规划模型以及一种梯度均方差评价函数的近似算法,通过实验验证了该模型与算法的有效性.     

硬质合金微型钻头金刚石涂层预处理工艺对其断裂强度的影响

系统研究了直径为0.5mm的细晶粒微型钻头金刚石涂层前预处理工艺对其断裂强度的影响,并尝试使用线形同轴耦合式微波等离子体CVD方法对预处理后的微型钻头进行了金刚石涂层.其中,预处理采用Murakami溶液(10gKOH 10gK3[Fe(CN)6] 100gH2O)对微型钻头进行表面侵蚀,使其表面适当粗化;其后采用硫酸-双氧水溶液(10mL 98wt% H2SO4 100mL 38%m/v H2O2)对微型钻头表面进行侵蚀,以去除其表面的Co.实验表明,被广泛采用的上述两步法表面预处理技术对尺寸较小的硬质合金微型钻头的断裂强度会造成显著的影响.即使是很短时间的预处理,也会对硬质合金表面造成显著的损伤,引起微型钻头断裂强度的大幅度下降.其中,酸处理过程由于会引起表层组织疏松,其造成的断裂强度的下降更为严重.这表明,两步法预处理方法并不适用于尺寸较小的硬质合金工具.针对小截面硬质合金工具金刚石涂层的需求,需要发展更为适用的表面预处理方法.     

基于机器视觉的微米级2D零件自动检测系统

为了实现对零件尺寸的非接触、高精度、自动测量,建立了基于机器视觉和图像处理的微米级检测系统。根据测量的视场和精度要求,选择CCD传感器、镜头、照明和图像采集模式,建立了硬件系统。开发了软件系统,从数字图像中提取出零件信息。对双线性插值法进行改进,然后进行细分,检测出边缘,并用多项式拟合出零件轮廓。运用相对法进行标定,得到被测零件的实际尺寸。实验结果和误差分析表明,该系统的精度达到±2.5μm。     

基于激光视觉传感的焊缝三维测量

焊缝的三维测量是焊接过程自动化领域的关键技术之一.为了能够还原焊缝表面的轮廓并计算其各项参数,本文提出了一种基于激光视觉的焊缝表面非接触式测量系统,重点介绍了光学成像系统的设计、检测系统参数标定方法以及结构光光条图像的处理过程,最终得到了较为理想的焊缝轮廓曲线,并结合标定结果对焊缝的参数进行了计算.实验证明,整个检测系统具有较高的检测精度和稳定性.     

裂纹柔度法在7075铝合金板残余应力检测中的应用

运用裂纹柔度法检测了7075-T73、T7351、T7352铝合金板中的残余应力.试验发现：应变测量误差主要源自在试验后期试样重力的影响以局部温度变化的影响.在裂纹柔度法计算中引入权函数能有效的抑制测量误差,提高残余应力检测精度.用梁弯曲试验对裂纹柔度法试验结果作了验证,提出了权函数参数（t1,t2）的设置方法,试验结果与理论值取得良好一致.试验结果表明：铝合金板的预拉伸工艺可消除约90%的残余应力.压缩工艺可获得压缩的残余应力,对应力消除的效果最佳.     

计算机辅助丝杠副动态测量自动测控系统

通过分析丝杠导程误差的动态测量方法,给出了测量仪控制系统设计方案,着重研究了计算机辅助检测分析丝杠动态测量检测系统.开发了基于Windows的计算机辅助分析测控软件,具有良好的人机操作界面,实现了丝杠的自动测量、自动分析、自动精度验收评定,效率高,操作性强,性能稳定可靠.建立了丝杠精度标准数据库及丝杠测量数据库,为工厂的自动化管理提供有益的帮助.     

基于激光三角法的自由曲面零件测量

针对超细长螺旋曲面工件廓形误差脱机测量所用测量设备不能满足工件长度和工件稳定旋转等方面要求的难题,提出了一种基于激光三角法的自由曲面零件测量系统,该系统通过利用机床对工件的定位、夹紧、支撑以及有关运动和控制机构,增配激光检测系统,增配运动部件实现的。构建完成了在机激光检测硬件技术平台;通过对采集所得的点云数据进行分析处理,绘制出被测工件的截面廓形。结果表明:该系统提高了检测的效率和准确性,提高了细长螺旋曲面零件的精度,从而实现了螺旋曲面廓形的精确测量。     

激光干涉仪在机床定位精度测量中的误差分析

使用(renishaw)激光干涉仪对一台立式铣床的定位精度进行了测量.在启用和关闭机床环境补偿系统的条件下,得出了两组相差较大的实验数据.通过对激光干涉仪在测量中的误差进行分析,找出了定位精度变化的原因和相关数据的变化范围.     

精密卧式加工中心空间误差的建模、测量与补偿技术

采用空间误差补偿技术,可有效提高数控机床的空间定位精度。以一台精密卧式加工中心为对象,系统阐述其几何误差补偿中的关键问题及解决方案。通过三维误差建模与分析,得到该机床的21项几何误差中有17项需要测量和补偿,另外4项误差对机床定位精度的影响甚微。以此为依据,设计误差测量及补偿方案,并给出误差的具体测量方法和补偿结果。结果表明:经过一次系统地误差测量与补偿,精密卧式加工中心的空间定位精度可以提高50%～70%;合理规划和实施空间误差测量,可大幅提高测量效率。     

Permittivity scanning of asphalt in a transmission configuration across 7–17 GHz employing a phase compensation method

This study aims at providing information about the structure of asphalt pavements by measuring the permittivity profile with small mechanical steps of 5 mm, employing a new computerized scanner that operates across the band 7–17 GHz. Two asphalt samples, a sawn slab and a drill core, are used as demonstration samples. A compensation procedure is proposed in order to reduce the effect of abrupt rotations in the phase due to granularities which are of the order of the wavelength. An average permittivity value was 5.01 for the slab and 5.27 for the drill core. Lower permittivity values relate to a lower air void content determined with a destructive laboratory reference measurement method.     

On-line measurement of electrical variables of the transducer during ultrasonic welding and cutting

A measurement system for high power electrical variables with ultrasonic frequency was established. It can measure the effective values of the voltage and the current, the active power, the phase difference of voltage and current, the frequency of the transducer during ultrasonic welding and cutting. In sampling circuits of the system, the measured current is sensed by using a no-capacitance and no-inductance precision resistor and is treated with a difference amplifier, the measured voltage is processed by using a proportional amplifier. For achieving good amplitude-frequency characteristics and rapid measurement of high frequency signals, the resistors, capacitors and amplifiers used in the system are rationally selected. Calibrating experiments show that relative errors are less than 1% for voltage and current effective values and less than 2.5% for active power, and absolute errors are ±1 Hz for frequency and ±1.7°for phase difference of voltage and current in the range of 17～23 kHz.     

基于视觉的齿轮齿形参数测量方法

齿轮检测技术是检验齿轮生产和质检能力的有效手段之一,随着近些年对齿轮精度要求的不断提高,非接触式的齿轮参数测量方法被越来越多地应用到实际生产和质检环节中。提出一种利用机器视觉实现齿轮齿形参数测量的方法,实现非接触式齿轮齿形参数测量。此测量系统使用轮廓拟合法来测量齿轮齿形基本参数,使用事件结构编写程序,完成了基于视觉的齿轮齿形参数测量系统。利用USB摄像头,使用背光光源对齿轮进行照明,通过USB接口连接到计算机上,利用Lab VIEW图形化编程平台的IMAQ模块对采集到的齿轮图像进行分析处理;还加入了系统测量误差分析模块,能够实时计算并显示测量误差。实验结果表明:此系统运行稳定,可重复性良好,测量精度高。     

金属纤维弹性模量的振动法测量

针对测量金属纤维弹性模量传统方法存在的局限,提出了一种用振动法测量金属纤维弹性模量的新方法。详细介绍了该方法的测量原理、测量装置、测量过程及误差分析。分别选择了钼丝和铂铱25合金纤维为测量对象,将被测材料制备成微悬臂梁试样,通过瞬态激励使悬臂梁产生短暂振荡,然后获得悬臂梁固有频率,再通过计算公式求出金属纤维材料的弹性模量。与静态拉伸法测量结果进行了比对,试验证明两者测试结果较为吻合。分析了悬臂梁长对测试结果的影响,结果表明:只有当梁长大于或等于8倍梁高(直径)时,这种影响才可忽略不计。